Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Exzenterschneckenpumpen sind rotierende Verdr\u00e4ngerpumpen und in vielen Industriezweigen beson-ders f\u00fcr feststoffhaltige Medien h\u00e4ufig eingesetzt. Nach bisherigem Stand der Technik wird bei den Statoren das Elastomer an den Statormantel aus Stahlrohr vulkanisiert. Der Stator ist das wesentliche Verschlei\u00dfteil dieser Pumpenart und wird deshalb in gro\u00dfen St\u00fcckzahlen gefertigt. Die entstehenden Umweltbelastungen aus Fertigung und Entsorgung von Statoren lassen sich durch den Verzicht auf die feste Verbindung von Elastomerk\u00f6rper und Statormantel deutlich reduzieren. Projektziel war die Entwicklung eines neuen und leistungsf\u00e4higen Statordesigns bis zur Serienreife. Das neue Statorsystem stellt \u00f6kologisch, \u00f6konomisch und technologisch eine Verbesserung zum Stand der Technik dar.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAuf Basis einer Konstruktionsidee f\u00fcr ein neues Stator-System wurden Vorversuche durchgef\u00fchrt. Die Versuchsergebnisse dienten als Grundlage f\u00fcr das Projekt, das die Entwicklung von Elastomerk\u00f6rper und Statormantel als zwei getrennte Bauteile vorsieht. Ein modular aufgebauter Statormantel aus Kettengliedern anstelle eines anvulkanisierten Metallrohrs hat das Potential, mehrere technologische Probleme von Statoren in Exzenterschneckenpumpen zu l\u00f6sen; Baukastensysteme werden erm\u00f6glicht. Alternativ wurden auch zweiteilige Metallummantelungen entwickelt und erprobt, die kosteng\u00fcnstig aus Aluminium-Strangpressprofilen gefertigt wurden. Die Auswahl wirtschaftlicher Produktionstechnologien ist ein weiterer Bestandteil des Vorhabens. Anhand von Technikums- und Feldversuchen sollte die Alltagstauglichkeit des neuen Statorsystems getestet werden.
\nIm Vergleich zum Stand der Technik wird mit dem neuen Statorsystem sowohl bei der Produktion als auch bei der Entsorgung die Umwelt entlastet. Durch den Verzicht auf die Vulkanisationsverbindung zwischen Elastomer und Statormantel kann bei der Herstellung des Elastomerk\u00f6rpers auf diverse Chemikalien vollst\u00e4ndig verzichtet werden. Die Entsorgung des reinen Elastomerk\u00f6rpers als alleiniges Verschlei\u00df-teil des neuen Statorsystems bietet eine weitere Umweltentlastung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Entwicklung wurde parallel in zwei Bereichen durchgef\u00fchrt. Das Herstellungsverfahren und Formenauslegen f\u00fcr den Elastomerk\u00f6rper der Pumpe stellte einen Bereich dar. Im anderen Bereich wurden im Wesentlichen zwei unterschiedliche Statormantelvarianten entwickelt und getestet.
\nDer erste wichtige Teil der Entwicklung des Elastomerk\u00f6rpers war das Herstellungsverfahren. Durch die Trennung von Elastomerk\u00f6rper und Statorrohr konnte die Fertigung in so fern vereinfacht werden, dass \u00fcber das Elastomer hinaus auf den Einsatz von Chemikalien vollst\u00e4ndig verzichtet werden kann. Die f\u00fcr die Anvulkanisation oder Bindung des Elastomers an das Statorrohr notwendigen Binder und Primer und die notwendige Vorbehandlung des Statorrohres durch Sandstrahlen und Entfetten entfallen bei dem neuen Herstellungsprozess komplett. Das ver\u00e4nderte Herstellungsverfahren ben\u00f6tigt auch keine anderen Chemikalien, da die problematische Entformung des Formkerns mit einer neu entwickelten Druckluftglocke durchgef\u00fchrt wird.
\nDas ver\u00e4nderte Schwindungsverhalten des Elastomers durch die fehlende stoffschl\u00fcssige Verbindung mit dem Statorformrohr machte eine vollkommen neue Auslegung des Statorformen notwendig. Da es daf\u00fcr keine Erfahrungswerte gab und dies auch nicht berechnet werden kann, mussten f\u00fcr jede Baugr\u00f6\u00dfe die idealen Formma\u00dfe empirisch ermittelt werden.
\nDie Entwicklung eines abtrennbaren und weiternutzbaren Statormantels begann mit einem Kunststoffkettengliedmantel. Zu Beginn wurden die Kettenglieder aus faserverst\u00e4rktem PBT gefertigt. Bei Pumpversuchen stellt sich aber heraus, dass die nicht zu vermeidende Bindenaht in faserverst\u00e4rkten Kunststoff-Formteilen zu \u00dcberlastungsbr\u00fcchen und damit zur Zerst\u00f6rung des Statormantel bei h\u00f6heren Druckbelastungen f\u00fchrte. Zur Vermeidung der Bindenaht und zur Verbesserung der Elastizit\u00e4t wurden die Ketten-glieder aus unverst\u00e4rktem POM hergestellt und getestet. Wegen der schlechteren Festigkeitswerte von POM wurde die Konstruktion der Kettenglieder mit gr\u00f6\u00dferen Materialquerschnitten optimiert. Die Feldversuche zeigten ausgezeichnete Ergebnisse in Bezug auf Verschlei\u00dffestigkeit dieses Stator-Systems. Allerdings wurden bei h\u00f6heren Druckbelastungen auch Probleme mit der Dauerfestigkeit des Kunststoffs festgestellt. Diese Probleme h\u00e4tten nur mit hochwertigeren Kunststoffen vermieden werden k\u00f6nnen. Die Herstellungskosten des Kettengliedmantels waren aber wegen der relativ aufw\u00e4ndigen Montage der Ket-tengliedmantels bereits an der Grenze des M\u00f6glichen. Somit wurde nach einer alternativen Variante gesucht. Die Entwicklung eines mehrteiligen Statormantels aus Aluminiumprofilen f\u00fchrte zum Erfolg. Die Profile wurden nach dem Aluminium-Strangpressverfahren hergestellt. Die Probleme mit Dauerfestigkeit und Wirtschaftlichkeit waren damit vom Tisch. Allerdings mussten noch einige Vorteile, die der Kettengliedmantel zu bieten hatte, \u00fcbertragen werden. So wurde zur Anpassung an verschiedene Betriebstemperaturen eine Stator-Verstelleinheit entwickelt, die optional mit dem Stator-System verwendet werden kann. Die extreme Flexibilit\u00e4t des Kettengliedmantels konnte allerdings nicht erreicht werden. In Zusammenarbeit mit einem Produktdesigner wurde das \u00e4u\u00dfere Erscheinungsbild des neuen Stator-Systems gestaltet, um die Alleinstellungsmerkmale des Produkts zu unterstreichen.
\nWeitere Vorteile des neuen Stators sind zu nennen: Durch die ver\u00e4nderte Art den Stator einzubauen und axial zu stauchen ergibt sich eine deutlich vereinfachte Montage des Stators auf den Rotor. Ursache da-f\u00fcr ist das \u00dcberma\u00df des Stators vor dem Zusammenbau der Pumpe. Erst beim Zusammenbau der Pumpe werden durch die axiale Stauchung des Elastomerk\u00f6rpers die idealen Statorma\u00dfe erreicht. Auf Grund der fehlenden Bindung zwischen Elastomer und Statormantel ergibt sich eine besondere Beweglichkeit des Elastomerk\u00f6rpers. Dieses neuartige dynamische Verhalten wirkt sich positiv auf die Standzeiten aus und f\u00fchrt au\u00dferdem zu geringeren Drehmomenten im Lastbetrieb. Die Folge ist die Senkung der Life-Cycle-Costs, wegen Einsparung von Ersatzteilen und Energiekosten.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Neben Artikeln in Fachzeitschriften wurde der neue Stator vor allem auf der ACHEMA 2006 in Frankfurt am Main der \u00d6ffentlichkeit und einem internationalen Fachpublikum vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Ziel, eine neue Statortechnologie bis zur Serienreife zu entwickeln, wurde erreicht. Der neue Stator setzt sowohl technologisch als auch \u00f6kologisch neue Ma\u00dfst\u00e4be. Die Basis f\u00fcr einen Innovationsschub im Bereich der Exzenterschneckenpumpen ist damit geschaffen. Dies wurde durch Gespr\u00e4che mit Anwen-dern und Wettbewerbern bei der Pr\u00e4sentation auf der ACHEMA 2006 deutlich. F\u00fcr die Netzsch Mohnopumpen GmbH beginnt damit eine umfangreiche Entwicklungsarbeit zur breiten Einf\u00fchrung einer neuen Statorgeneration.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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